垂直起降运载火箭返回轨迹不确定性优化

针对垂直起降运载火箭一子级在返回着陆的过程中存在的参数不确定性,提出了一种基于非侵入式多项式混沌展开的序列优化和可靠度评估的返回轨迹不确定性优化方法。首先,建立了返回多飞行段轨迹在确定性条件下的优化模型。然后,为同时兼顾轨迹的鲁棒性和可靠性,建立了由鲁棒最优目标函数、基于可靠度的路径约束和鲁棒等式约束组成的不确定性返回轨迹优化模型。最后,基于非侵入式多项式混沌展开方法对鲁棒目标函数和等式约束进行量化处理,将原随机鲁棒优化问题转化为高维状态空间中的等价确定性优化问题;为提高路径约束的可靠度评估效率,基于非侵入式多项式混沌展开方法对最可能点法进行改进,进一步发展了序列优化和可靠度评估策略。数值仿真结果表明,所提出的不确定性优化方法具有较好的鲁棒性,可以满足工程可靠性指标要求,同时还具有较高的精度和计算效率。

重复使用液体火箭发动机典型特征分析

针对当前用于垂直起降运载火箭的重复使用液体火箭发动机典型特征不够明确的问题,分别从垂直起降运载火箭外部要求和重复使用内在要求2个方面进行了分析,研究总结出10个典型特征,将其中的重复使用次数、起动次数、推力调节范围、推进剂过冷度增量等进行了量化,并开展了重复使用液体火箭发动机关键技术分析。后续应当基于典型特征建立重复使用液体火箭发动机标准体系,加快重复使用液体火箭发动机关键技术攻关,开展重复使用液体火箭发动机研制,促进重复使用运载火箭能力生成。